Изотопы таллия

Изотопы таллия — разновидности химического элемента таллия, имеющие разное количество нейтронов в ядре.

Природный таллий состоит из двух стабильных изотопов: 205Tl (изотопная распространённость 70,48 %) и 203Tl (29,52 %). В ничтожных количествах в природе встречаются также радиоактивные изотопы таллия, являющиеся промежуточными членами рядов распада:

  • 206Tl (Т1/2 = 4,19 мин.) и 210Tl (1,30 мин.) — ряд урана-238;
  • 207Tl (4,78 мин.) — ряд урана-235;
  • 208Tl (3,1 мин.) — ряд тория-232.

Самым долгоживущим радиоизотопом является 204
Tl
с периодом полураспада 3,78 года.

Таллий-201 и таллий-199Править

Изотоп 201Tl и 199Tl нашли применение в медицине, где используются для диагностики заболеваний сердца и сосудистой системы путём инъекций раствора хлорида радиоактивного таллия[1][2]. Будучи биологическим аналогом калия, таллий поглощается мышечными тканями (в частности, миокардом), после чего картина поглощения визуализируется методом однофотонной компьютерной томографии по пикам с энергией 60—80 кэВ (характеристического рентгеновского излучения ртути, возникающего при заполнении вакансий на К-оболочке после захвата электрона). Период полураспада 201Tl 72 часа, тип распада — электронный захват, дочерний изотоп — ртуть-201. Период полураспада 199Tl 7,4 часа, тип распада — электронный захват с небольшой примесью позитронного распада, дочерний изотоп — ртуть-199.

Таллий-204Править

Таллий-204 с периодом полураспада 3,78 года, почти чистый источник бета-излучения с максимальной энергией 764 кэВ, используется в медицине в виде аппликаторов для лечения дерматологических и офтальмологических заболеваний с поверхностной локализацией[1].

Таблица изотопов таллияПравить

Символ
нуклида
Историческое название Z(p) N(n) Масса изотопа[3]
(а. е. м.)
Период
полураспада
[4]
(T1/2)
Канал распада Продукт распада Спин и чётность
ядра[4]
Распространённость
изотопа в природе
Диапазон изменения изотопной распространённости в природе
Энергия возбуждения
176Tl 81 95 176,00059(21)# 5,2(+30−14) мс (3−, 4−, 5−)
177Tl 81 96 176,996427(27) 18(5) мс p 176Hg (1/2+)
α (редко) 173Au
177mTl 807(18) кэВ 230(40) мкс p 176Hg (11/2−)
α 173Au
178Tl 81 97 177,99490(12)# 255(10) мс α 174Au
p (редко) 177Hg
179Tl 81 98 178,99109(5) 270(30) мс α 175Au (1/2+)
p (редко) 178Hg
179mTl 860(30)# кэВ 1,60(16) мс α 175Au (9/2−)
ИП (редко) 179Tl
180Tl 81 99 179,98991(13)# 1,5(2) с α (75 %) 176Au
β+ (25 %) 180Hg
ЭЗ, деление (10−4%) 100Ru, 80Kr[5]
181Tl 81 100 180,986257(10) 3,2(3) с α 177Au 1/2+#
β+ 181Hg
181mTl 857(29) кэВ 1,7(4) мс α 177Au 9/2−#
β+ 181Hg
182Tl 81 101 181,98567(8) 2,0(3) с β+ (96 %) 182Hg 2−#
α (4 %) 178Au
182mTl 100(100)# кэВ 2,9(5) с α 178Au (7+)
β+ (редко) 182Hg
182nTl 600(140)# кэВ 10−
183Tl 81 102 182,982193(10) 6,9(7) с β+ (98 %) 183Hg 1/2+#
α (2 %) 179Au
183mTl 630(17) кэВ 53,3(3) мс ИП (99,99 %) 183Tl 9/2−#
α (0,01 %) 179Au
183nTl 976,8(3) кэВ 1,48(10) мкс (13/2+)
184Tl 81 103 183,98187(5) 9,7(6) с β+ 184Hg 2−#
184mTl 100(100)# кэВ 10# с β+ (97,9 %) 184Hg 7+#
α (2,1 %) 180Au
184nTl 500(140)# кэВ 47,1 мс ИП (99,911 %) (10−)
α (0,089 %) 180Au
185Tl 81 104 184,97879(6) 19,5(5) с α 181Au 1/2+#
β+ 185Hg
185mTl 452,8(20) кэВ 1,93(8) с ИП (99,99 %) 185Tl 9/2−#
α (0,01 %) 181Au
β+ 185Hg
186Tl 81 105 185,97833(20) 40# с β+ 186Hg (2−)
α (0,006 %) 182Au
186mTl 320(180) кэВ 27,5(10) с β+ 186Hg (7+)
186nTl 690(180) кэВ 2,9(2) с (10−)
187Tl 81 106 186,975906(9) ~51 с β+ 187Hg (1/2+)
α (редко) 183Au
187mTl 335(3) кэВ 15,60(12) с α 183Au (9/2−)
ИП 187Tl
β+ 187Hg
188Tl 81 107 187,97601(4) 71(2) с β+ 188Hg (2−)
188mTl 40(30) кэВ 71(1) с β+ 188Hg (7+)
188nTl 310(30) кэВ 41(4) мс (9−)
189Tl 81 108 188,973588(12) 2,3(2) мин β+ 189Hg (1/2+)
189mTl 257,6(13) кэВ 1,4(1) мин β+ (96 %) 189Hg (9/2−)
ИП (4 %) 189Tl
190Tl 81 109 189,97388(5) 2,6(3) мин β+ 190Hg 2(−)
190mTl 130(90)# кэВ 3,7(3) мин β+ 190Hg 7(+#)
190nTl 290(70)# кэВ 750(40) мкс (8−)
190pTl 410(70)# кэВ >1 мкс 9−
191Tl 81 110 190,971786(8) 20# мин β+ 191Hg (1/2+)
191mTl 297(7) кэВ 5,22(16) мин β+ 191Hg 9/2(−)
192Tl 81 111 191,97223(3) 9,6(4) мин β+ 192Hg (2−)
192mTl 160(50) кэВ 10,8(2) мин β+ 192Hg (7+)
192nTl 407(54) кэВ 296(5) нс (8−)
193Tl 81 112 192,97067(12) 21,6(8) мин β+ 193Hg 1/2(+#)
193mTl 369(4) кэВ 2,11(15) мин ИП (75 %) 193Tl 9/2−
β+ (25 %) 193Hg
194Tl 81 113 193,97120(15) 33,0(5) мин β+ 194Hg 2−
α (10−7%) 190Au
194mTl 300(200)# кэВ 32,8(2) мин β+ 194Hg (7+)
195Tl 81 114 194,969774(15) 1,16(5) ч β+ 195Hg 1/2+
195mTl 482,63(17) кэВ 3,6(4) с ИП 195Tl 9/2−
196Tl 81 115 195,970481(13) 1,84(3) ч β+ 196Hg 2−
196mTl 394,2(5) кэВ 1,41(2) ч β+ (95,5 %) 196Hg (7+)
ИП (4,5 %) 196Tl
197Tl 81 116 196,969575(18) 2,84(4) ч β+ 197Hg 1/2+
197mTl 608,22(8) кэВ 540(10) мс ИП 197Tl 9/2−
198Tl 81 117 197,97048(9) 5,3(5) ч β+ 198Hg 2−
198mTl 543,5(4) кэВ 1,87(3) ч β+ (54 %) 198Hg 7+
ИП (46 %) 198Tl
198nTl 687,2(5) кэВ 150(40) нс (5+)
198pTl 742,3(4) кэВ 32,1(10) мс (10−)#
199Tl 81 118 198,96988(3) 7,42(8) ч β+ 199Hg 1/2+
199mTl 749,7(3) кэВ 28,4(2) мс ИП 199Tl 9/2−
200Tl 81 119 199,970963(6) 26,1(1) ч β+ 200Hg 2−
200mTl 753,6(2) кэВ 34,3(10) мс ИП 200Tl 7+
200nTl 762,0(2) кэВ 0,33(5) мкс 5+
201Tl 81 120 200,970819(16) 72,912(17) ч ЭЗ 201Hg 1/2+
201mTl 919,50(9) кэВ 2,035(7) мс ИП 201Tl (9/2−)
202Tl 81 121 201,972106(16) 12,23(2) сут β+ 202Hg 2−
202mTl 950,19(10) кэВ 572(7) мкс 7+
203Tl 81 122 202,9723442(14)[прим. 1] стабилен[прим. 2] 1/2+ 0,2952(1) 0,29494-0,29528
203mTl 3400(300) кэВ 7,7(5) мкс (25/2+)
204Tl 81 123 203,9738635(13)[прим. 3] 3,78(2) года β (97,1 %) 204Pb 2−
ЭЗ (2,9 %) 204Hg
204mTl 1104,0(4) кэВ 63(2) мкс (7)+
204nTl 2500(500) кэВ 2,6(2) мкс (12−)
204pTl 3500(500) кэВ 1,6(2) мкс (20+)
205Tl 81 124 204,9744275(14)[прим. 4] стабилен[прим. 5] 1/2+ 0,7048(1) 0,70472-0,70506
205mTl 3290,63(17) кэВ 2,6(2) мкс 25/2+
205nTl 4835,6(15) кэВ 235(10) нс (35/2-)
206Tl Радий E 81 125 205,9761103(15)[прим. 6] 4,200(17) мин β 206Pb 0− следовые количества[прим. 7]
206mTl 2643,11(19) кэВ 3,74(3) мин ИП 206Tl (12-)
207Tl Актиний C 81 126 206,977419(6) 4,77(2) мин β 207Pb 1/2+ следовые количества[прим. 8]
207mTl 1348,1(3) кэВ 1,33(11) с ИП (99,9 %) 207Tl 11/2-
β (0,1 %) 207Pb
208Tl Торий C" 81 127 207,9820187(21) 3,053(4) мин β 208Pb 5+ следовые количества[прим. 9]
209Tl 81 128 208,985359(8) 2,161(7) мин β 209Pb 1/2+
210Tl Радий C″ 81 129 209,990074(12) 1,30(3) мин β (99,991 %) 210Pb (5+)# следовые количества[прим. 7]
β, n (0,009 %) 209Pb
211Tl 81 130 210,993480(50) 80(16) с β (97,8 %) 211Pb 1/2+
β, n (2,2 %) 210Pb
212Tl 81 131 211,998340(220)# 31(8) с β (98,2 %) 212Pb (5+)
β, n (1,8 %) 211Pb
213Tl 81 132 213,001915(29) 24(4) с β (92,4 %) 213Pb 1/2+
β, n (7,6 %) 212Pb
214Tl 81 133 214,006940(210)# 11(2) с β (66 %) 214Pb 5+#
β, n (34 %) 213Pb
215Tl 81 134 215,010640(320)# 10(4) с β (95,4 %) 215Pb 1/2+#
β, n (4,6 %) 214Pb
216Tl 81 135 216,015800(320)# 6(3) с β 216Pb 5+#
β, n (<11,5 %) 215Pb
  1. Измерения массы свинца-208, опубликованные в 2022 году, улучшают точность массы таллия-203: MTl203 = 202,972 342 7(4) а.е.м.[6]
  2. Теоретически может претерпевать альфа-распад в 199Au
  3. Измерения массы свинца-208, опубликованные в 2022 году, улучшают точность массы таллия-204: MTl204 = 203,973 862 01(26) а.е.м.[6]
  4. Измерения массы свинца-208, опубликованные в 2022 году, улучшают точность массы таллия-205: MTl205 = 204,974 425 9(6) а.е.м.[6]
  5. Теоретически может претерпевать альфа-распад в 201Au
  6. Измерения массы свинца-208, опубликованные в 2022 году, улучшают точность массы таллия-206: MTl206 = 205,976 108 7(7) а.е.м.[6]
  7. 1 2 Промежуточный продукт распада урана-238
  8. Промежуточный продукт распада урана-235
  9. Промежуточный продукт распада тория-232

Пояснения к таблицеПравить

  • Распространённость изотопов приведена для большинства природных образцов. Для других источников значения могут сильно отличаться.
  • Индексами 'm', 'n', 'p' (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида.
  • Символами, выделенными жирным шрифтом, обозначены стабильные продукты распада. Символами, выделенными жирным курсивом, обозначены радиоактивные продукты распада, имеющие периоды полураспада, сравнимые с возрастом Земли или превосходящие его и вследствие этого присутствующие в природной смеси.
  • Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями Z и N). Неуверенно определённые значения спина и/или чётности заключены в скобки.
  • Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.

ПримечанияПравить

  1. 1 2 ТАЛЛИЙ (БМЭ)
  2. Таллия хлорид, 199TI (Tallii chloridum, 199Tl). Дата обращения: 11 декабря 2018. Архивировано 13 апреля 2021 года.
  3. Данные приведены по Wang M., Audi G., Kondev F. G., Huang W. J., Naimi S., Xu X. The Ame2016 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Chinese Physics C. — 2016. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030003-1—030003-442. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030003.
  4. 1 2 Данные приведены по Audi G., Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S. The Nubase2016 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2017. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030001-1—030001-138. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001. — Bibcode2017ChPhC..41c0001A. 
  5. Reich E. S. Mercury serves up a nuclear surprise: a new type of fission. Scientific American (2010). Дата обращения: 12 мая 2011. Архивировано 17 декабря 2022 года.
  6. 1 2 3 4 Kromer K. et al., High-precision mass measurement of doubly magic 208Pb, arΧiv:2210.11602.